Способ получения серосодержащего полимерного сорбента для извлечения ртути

08 18/87 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИМЕРНОГО СОРБЕНТА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РТУТИ(71) Заявитель Белорусский проектный институт(73) Патентообладатель Белорусский государственный проектный институт(57) Способ получения серосодержащего полимерного сорбента для извлечения ртутисополимеризацией форполимера и серосодержащего компонента, отличающийся тем, что в качестве форполимера используют полиизоцианат на основе 4,4-дифенилметандиизоцианата, а в качестве серосодержащего компонента - продукт взаимодействия полиэфира, полученного при смешении лапрола 5003-26-10, диаминобициклооктана и воды, и взятого в количестве 1-2,5 от объема полиэфира 2-меркаптоэтанола, при объемном соотношении полиизоцианат указанный продукт, равном 11. Изобретени относится к области получения сорбционных материалов и может быть использовано в аналитической химии, токсикологии, гигиенической технологии, защите окружающей среды, химической технологии для извлечения и концентрирования ртути из растворов солей. Кроме того, использование предлагаемого сорбента позволяет очищать природные, промышленные и сточные воды от следовых количеств ртути . Известен способ получения сорбента для извлечения тяжелых металлов, в том числе и ртути, содержащего тиоловые группы, обработкой сополимеров акрилонитрила и дивинилбензола в среде диметилформамида сульфидами металлов в присутствии серы и катализатора 1. Способ отличается многостадийностью и включает предварительное набухание полимеров, охлаждение смеси, проведение реакции сополимеров с серой и сульфидами металлов, нейтрализацию, промывку и сушку продукта длителен в осуществлении (не менее 18 ч) энергоемок (температура осуществления не менее 130 С) предполагает использование токсичного диметилформамида. Кроме тг, полученный по этому способу сорбент не обеспечивает извлечения следовых количеств металла и не обеспечивает полную химическую привязку серы к полимерной матрице. В качестве прототипа предлагаемого способа, как наиболее близкого по технической сущности и достигаемому результату, нами выбран способ получения серосодержащего полимерного сорбента для извлечения тяжелых металлов 2. Способ основан на взаимодействии хлорметилированного полистирола, сшитого 6,5 дивинилбензола, с серосодержащим соединением типа (22). Методика получения включает получение форполимера хлорметилированного полистирола, сшитого дивинилбензолом реакцию полученного форполимера с серосодержащим компонентом в инертной атмосфере в безводном растворителе в присутст 2079 1 вии натрия кипячение полученной суспензии в течение 80 ч фильтрование, экстракцию и сушку продукта в вакууме. Основными недостатками способа прототипа являютсядлительность (не менее 100 ч) необходимость создания инертной атмосферы и использования больших объемов растворителей, требующих специальной очистки, а также металлического натрия высокие энергозатраты (ряд стадий осуществляется при повышенной температуре) многостадийность химическая неинертность сорбента, особенно в агрессивных средах способность сорбента загрязнять окружающую среду ограниченность применения сорбента (только для извлечения металлов из водных сред). Технической задачей на решение которой направлено изобретение является создание простого, легко осуществимого в обычных условиях, низкоэнергоемкого, экспрессного способа получения высокоэффективного, химически инертного серосодержащего полимерного сорбента, применение которого обеспечивает практически полное извлечение ртутииз жидких сред. Это достигается тем, что в качестве форполимера используют полиизоцианат на основе 4,4 дифенилметандиизоцианата, а в качестве серосодержащего компонента - продукт взаимодействия полиэфира, полученного при смешении лапрола 5003-26-10, диаминобициклооктана и воды, и взятого в количестве 1-2,5 от объема полиэфира 2-меркаптоэтанола, при объемном соотношении полиизоцианат указанный продукт, равном 11. Существенность отличий предлагаемого способа состоит в следующем способ одностадиен и осуществляется при комнатной температуре не требует применения растворителя практически не требует энергетических затрат время его осуществления не более 5 ч основан на химическом взаимодействии низкомолекулярного серосодержащего соединения, диспергированного в полиольном форполимере, с активными группами изоцианатного форполимера с одновременной сополимеризацией этих форполимеров. Полиольный форполимер для синтеза сорбента получали следующим образом. 94 г лапрола 5003-26-10(ТУ 6-05-1513-75) смешивали с 7,2 г диамининобициклооктана (ТУ 6-09-4234-77)и 3 г воды. Содержание гидроксильных групп в форполимере 1,1 мас Изоцианатный форполимер для получения сорбента на основе 4,4 дифенилметандиизоцианата (ТУ 113-03-29-12-83) содержал 22,7 мас. изоцианатных групп. Для приготовления сорбента к 1 мл полиольного форполимера добавляли 0,01-0,025 мл 2 меркаптоэтанола ( 60-24-2, фирмы ) при температуре 25 С и перемешивали вручную в течение 2-5 мин до получения однородной массы. После этого к полученной дисперсии добавляли 1 мл изоцианатного форполимера и перемешивали вручную 1-2 мин. Полученный пенополиуретановый серосодержащий сорбент выдерживали при 25 С в течение 2-5 ч, после чего механически диспергировали до размеров частиц 0,1-0,25 мм и 0,5 г сорбента помещали в полиэтиленовый пакет, который изолировали от окружающей среды. Приготовленный таким образом сорбент хранили в обычных условиях при комнатной температуре. Примеры использования полученного сорбента для извлечения ртутииз растворов. 1. 0,5 г измельченного сорбента содержащего 0,5 объемн. 2-меркаптоэтанола вносят в емкость, содержащую 15 мл водного раствора, содержащего 20 мкг/мл ртутии оставляют на 5 ч. Через это время остаточная концентрация ртутив растворе составляет 2,6 мкг/мл. Степень извлечения из раствора 87. Определение ртутив жидкой среде проводили методом непламенной атомно-абсорбционной спектроскопии на приборе Юлия-2 М. 2-14. Последовательность, режим приготовления и использования сорбента те же, что и в примере 1. Отличия указаны в таблице. 15. Осуществляли так же, как и в примере 1, но вместо водного раствора сорбции подвергали 15 мл ацетонового раствора, содержащего 20 мкг/мл ртути . Остаточная концентрация в растворе 0,8 мкг/мл. Степень извлечения ртутииз ацетонового раствора 96. 16. Осуществляли так же, как и в примере 15, но вместо ацетонового использовали водно-ацетоновый раствор, содержащий 50 об. ацетона. Остаточная концентрация ртути 0,9 мкг/мл, степень ее извлечения из раствора 96. Предлагаемый способ, в отличие от аналога, одностадиен, экспрессен, не требует энергетических затрат,прост в осуществлении и приводит к получению высокоэффективного, химически инертного сорбента пригодного для извлечения ртути из неводных сред, обеспечивающего практически полное извлечение даже следовых количеств ртутииз ее водных растворов. 2079 1 Результаты использования полученного серосодержащего сорбента при извлечении ртутииз водных средпримеров 1 2 3 4 5 6 (для сравнения) 7 8 9 10 11 12 13 14 Исходная концентрация ртути ,мкг/мл 20 20 20 20 20 Заказ 0044 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.